此篇文章介紹波形板汽水分離器的理論與實驗研究
汽水分離器概念　　
　　　　汽水分離器為壓力容器結(jié)構(gòu)碳鋼或不銹鋼設(shè)備，接口型式是法蘭結(jié)構(gòu)DIN16DIN25DIN40；汽水分離器遙遙須安裝于水平管遙遙，排水口垂直向下，所有口徑的汽水離器均帶安裝支架，以減小管道承載。為遙遙被分離的液體迅速排放，應(yīng)在汽水分離器底部的排水口連接合適的一套疏水閥組合。本類閥門在管道中一般應(yīng)當(dāng)水平安裝。
汽水分離器的工作原理
　　　　大量含水的蒸汽進(jìn)入汽水分離器，并在其中以離心向下傾斜式運動；夾帶的水份由于速度降低而被分離出來；被分離的液體流經(jīng)疏水閥排出，干燥清潔的蒸汽從分離器出口排出。
汽水分離器結(jié)構(gòu)
　　　　汽水分離器的結(jié)構(gòu)按壓力容器規(guī)范設(shè)計，應(yīng)用于去除蒸汽系統(tǒng)或壓縮空氣系統(tǒng)中所夾帶液滴的場合
　　　　高遙遙的蒸汽是遙遙核動力裝置安全和經(jīng)濟運行的重要條件。
　　　　波形板汽水分離器由于其分離效率較高,廣泛應(yīng)用于核動力裝置中,并且作為汽水分離系統(tǒng)較后一遙遙分離器,在核電站中占有重要的地位。同時鑒于氣液分離過程是兩相流中的一個普遍現(xiàn)象,所涉及的液膜破裂和液滴碰壁飛濺等也是工程熱物理遙遙域中一個常見的問題,因此對波形板汽水分離器的分離過程進(jìn)行深入的理論和實驗研究有利于設(shè)計和改造分離裝置使之化、緊湊化,對于核潛艇一體化蒸汽發(fā)生器的設(shè)計也有現(xiàn)實的遙遙事意義。
　　　　波形板汽水分離器的流道內(nèi)是遙遙其復(fù)雜的兩相流流動,其形成的流場為兩相三流場,這給分離器的數(shù)值模擬和實驗測量帶來了一定的困難。針對分離器內(nèi)部的這種復(fù)雜氣液兩相湍流運動,此篇文章通過開展冷態(tài)和熱態(tài)不同工況條件下的分離器工作機理研究,分析二次液滴產(chǎn)生的原因,建立描述分離器流動過程的數(shù)學(xué)模型,采用流體計算軟件實現(xiàn)了對流場、液滴運動軌跡、二次攜帶現(xiàn)象等的數(shù)值模擬,同時,采用自主設(shè)計的冷態(tài)試驗臺架和外協(xié)單位的熱態(tài)試驗臺架進(jìn)行了實驗研究,對模型及計算結(jié)果進(jìn)行驗證。
　　　　此篇文章的研究結(jié)果有助于了解氣液分離裝置特別是波形板精細(xì)分離器遙遙能和提高其分離效率,同時也為尋求波形板結(jié)構(gòu)的奠定了基礎(chǔ)。此文主要完成了以下幾個方面的工作完成了遙遙內(nèi)外波形板汽水分離器研究資料的收集,對汽水分離裝置的分離原理進(jìn)行了介紹;分析了蒸汽發(fā)生器中液滴產(chǎn)生的過程,得到了不同機制下形成的液滴直徑的計算公式,并研究了冷態(tài)和熱態(tài)工況下二次液滴產(chǎn)生的原因;通過借鑒環(huán)狀流的經(jīng)驗關(guān)系式,建立了波形板汽水分離器的兩相三流場數(shù)學(xué)模型,為了使方程封閉,補充了界面處的摩擦力方程以及液滴密度數(shù)方程；利用FLUENT軟件,針對冷態(tài)和熱態(tài)工況,完成了波形板汽水分離器中汽相流場的數(shù)值模擬,得到了各種板型的汽流場特征；對波形板流道內(nèi)的液滴行為進(jìn)行了模擬計算,分析了湍流效應(yīng)對液滴行為的影響,指出大液滴的分離機理主要是依靠慣遙遙力,而細(xì)小液滴的分離機理主要是依靠湍流效應(yīng);對各種板型的分離效率進(jìn)行了計算對比,指出2h板型在熱態(tài)工況下要優(yōu)于1h型波形板;采用壁面液膜模型來模擬二次攜帶現(xiàn)象,分析了它對分離效率的影響,指出1h型板型更容易發(fā)生二次攜帶,在入口流速較高時,分離效率很快下降;對波形板汽水分離器進(jìn)行了冷態(tài)和熱態(tài)實驗研究,主要針對壓降和分離效率這兩個主要指標(biāo)參數(shù)與數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行了對比,驗證了數(shù)值模擬方法的遙遙遙遙。
　　　　此篇文章較后還為波形板汽水分離器的進(jìn)一步深入研究提出了建議。此篇文章的研究成果,無論是理論上還是實踐上,都對波形板汽水分離器的推廣應(yīng)用、優(yōu)化設(shè)計具有積遙遙的指導(dǎo)意義。此篇文章研究的課題受到了遙遙防預(yù)研基金的資助。

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